UJI KINERJA DIGESTER PADA PROSES PULPING KULIT JAGUNG DENGAN VARIABEL SUHU DAN WAKTU PEMASAKAN (Digester Test Run on Corn’s Skin Pulping Process with Temperature and Time Cooking Variable)

(1)

TUGAS AKHIR

UJI KINERJA DIGESTER PADA PROSES

PULPING KULIT JAGUNG DENGAN

VARIABEL SUHU DAN WAKTU PEMASAKAN

(Digester Test Run on Corn’s Skin Pulping Process with Temperature and

Time Cooking Variable)

Diajukan sebagai salah satu syarat untuk menyelesaikan studi pada Program Studi Diploma III Teknik Kimia

Program Diploma Fakultas Teknik Universitas Diponegoro

Semarang

Disusun oleh :

L0C 009 085

EVA RAHAYU NINGSIH

PROGRAM STUDI DIPLOMA III TEKNIK KIMIA

PROGRAM DIPLOMA FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS DIPONEGORO

SEMARANG

(2)

INTISARI

Digester adalah suatu bejana tempat proses pemasakan atau reaksi delignifikasi dari serpihan kayu berlangsung. Dengan penambahan larutan pemasak kimia, panas, dan tekanan maka lignin akan larut dan serpihan kayu diubah menjadi pulp. Digester dirancang untuk tahan terhadap temperatur dan tekanan tinggi, mempunyai volume yang cukup untuk menampung serpihan kayu dan cairan pemasak, memiliki konstruksi yang tahan terhadap korosi dan tidak terpengaruh lingkungan luar, serta mempunyai sistem sirkulasi tekanan dan larutan pemasak.

Proses pembuatan pulp dapat menggunakan bahan baku non kayu, salah satunya yaitu limbah pertanian kulit jagung. Kandungan kulit jagung terdiri dari abu 6,04%, lignin 15,7%, selulosa 36,81%, dan hemiselulosa 27,01%. Komponen-komponen

tersebut yang dapat dijadikan kertas. Pulping ini bertujuan untuk mendapatkan serat

sebanyak mungkin yang diindikasikan dengan nilai rendemen yang tinggi dengan kandungan lignin seminimal mungkin. Tujuan dari percobaan ini yaitu untuk mengetahui

kondisi optimum alat digester dalam pulping dari kulit jagung.

Tahapan proses pulping dari kulit jagung yaitu: (1) kulit jagung kering dipotong, (2) pemasakan dalam digester, (3) pulp disaring, dan (4) pulp dianalisa. Variabel yang

digunakan suhu (900C dan 1100C) dan waktu (1 jam dan 2 jam). Pulp yang hasilnya

paling baik yaitu pada keadaan yang optimal dengan suhu 1100C dan waktu pemasakan

selama 2 jam. Hasil analisa yang diperoleh yield 50% dengan kadar air 4,5% dan kadar abu 11,5%.

(3)

KATA PENGANTAR

Puji syukur penyusun panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa atas

rahmat dan karunia-Nya sehingga penyusun dapat melaksanakan Tugas Akhir

dan menyelesaikan penyusunan Laporan Tugas Akhir dengan judul “Uji Kinerja

Digester pada Proses Pulping Kulit Jagung dengan Variabel Suhu dan waktu

Pemasakan”.

Penyusunan Laporan Tugas Akhir ini merupakan salah satu tugas yang

harus diselesaikan setiap mahasiswa Program Studi Diploma III Teknik Kimia

Universitas Diponegoro untuk memenuhi syarat kelulusan sebagai Ahli Madya

Teknik Kimia.

Selama penyusunan laporan ini penyusun menyadari banyak pihak yang

telah memberikan bantuan baik moral maupun spiritual kepada peyusun baik

secara langsung maupun tidak langsung, sehingga pada kesempatan ini

penyusun menyampaikan ucapan terima kasih kepada :

1. Ir. H. Zainal Abidin, MS, selaku Ketua Program Diploma Fakultas Teknik

Universitas Diponegoro.

2. Ir. Edy Supriyo, MT, selaku Ketua Program Studi Diploma III Teknik Kimia

Program Diploma Fakultas Teknik Universitas Diponegoro.

3. Dra. F.S. Nugraheni, M.Kes selaku Sekretaris Program Studi Diploma III

Teknik Kimia Program Diploma Fakultas Teknik Universitas Diponegoro.

4. Ir. Isti Pudjihastuti, MT selaku dosen pembimbing, terima kasih atas

segala bimbingannya selama ini hingga terselesaikannya Laporan

(4)

5. Ir. Hadi Suyanto, MSi dan Heny Kusumayanti, ST, MTselaku Dosen Wali

kelas B Angkatan 2009, yang telah banyak memberikan semangat dan

doa kepada kami.

6. Seluruh Dosen Program Studi Diploma III Teknik Kimia Program Diploma

Fakultas Teknik Universitas Diponegoro.

7. Kedua orang tuaku atas semua do’a-do’a yang tak putus dipanjatkan

untuk kesuksesan saya serta dorongan semangat, dukungan dan

motivasinya selama ini.

8. Teman – temanku mahasiswa Program Studi Diploma III Teknik Kimia

Program Diploma Fakultas Teknik Universitas Diponegoro, terutama

angkatan 2009.

9. Semua pihak yang turut membantu yang tidak dapat penyusun sebutkan

satu per satu.

Penyusun menyadari bahwa dalam penyusunan Laporan Tugas Akhir ini

masih jauh dari sempurna. Penyusun berharap semoga Laporan Tugas Akhir ini

dapat bermanfaat bagi setiap pembaca dan semua pihak.

Semarang, Juli 2011

(5)

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL ... i HALAMAN PENGESAHAN ... ii INTISARI ... iii KATA PENGANTAR ... iv DAFTAR ISI ... vi DAFTAR TABEL ... ix DAFTAR GAMBAR ... x DAFTAR LAMPIRAN ... xi BAB I PENDAHULUAN 1.1 ... Latar Belakang ... 1 1.2 Perumusan Masalah ... 2

BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Digester ... 3 2.2 Impeller/Pengaduk ... 4 2.2.1 Propeller (Baling-Baling) ... 5 2.2.2 Paddle (Dayung) ... 6 2.2.3 Turbin ... 7 2.3 Jagung ... 7

2.4 Limbah Kulit Jagung ... 8

2.5 Pulp ... 10

2.6 Macam-Macam Proses Pulp ... 11

BAB III TUJUAN DAN MANFAAT 3.1 Tujuan ... 15

(6)

3.2 Manfaat ... 15

BAB IV PERANCANGAN ALAT 4.1 Spesifikasi Perancangan Alat ... 16

4.2 Rangkaian Alat Digester ... 16

4.3 Cara Kerja Alat Digester ... 17

BAB V METODOLOGI 5.1 Rancangan Percobaan ... 18

5.2 Alat dan Bahan yang Digunakan 5.1.1 Alat ... 18

5.1.2 Bahan ... 18

5.3 Variabel Percobaan ... 19

5.4 Prosedur Percobaan ... 19

5.4.1 Analisa Terhadap Bahan Dasar ... 19

5.4.2 Pemasakan (Pulping) dengan Proses Soda ... 20

5.4.3 Analisa Bahan Jadi ... 20

BAB VI HASIL DAN PEMBAHASAN 6.1 Hasil Pengamatan ... 22

6.1.1 Bahan Baku ... 22

6.1.2 Hasil Pulping ... 22

6.1.3 Gambar Hasil Pulping ... 22

6.2 Pembahasan ... 23

BAB VII KESIMPULAN DAN SARAN 7.1 Kesimpulan ... 26

7.2 Saran ... 27

(7)

LAMPIRAN ... 29

DAFTAR TABEL

Tabel 1. Perbedaan Batch Digester dan Continuous Digester ... 4

Tabel 2. Komposisi Kimia Kulit Jagung ... 11

Tabel 3. Hasil Analisa Bahan Baku ... 22

(8)

DAFTAR GAMBAR

Gambar 1. a. Pola Aliran Aksial, b. Pola Aliran Radial ... 5

Gambar 2. Propeller ... 6

Gambar 3. Paddle ... 6

Gambar 4. Turbin ... 7

Gambar 5. Tanaman Jagung ... 8

Gambar 6. Kulit Jagung ... 9

Gambar 7. Digester ... 15

Gambar 8. Blok Diagram Rancangan Percobaan ... 21

Gambar 9. Hasil Pulping ... 22

Gambar 10. Grafik Hubungan Variabel dengan Kadar Air dan Kadar Abu . 23 Gambar 11. Grafik Hubungan Variabel dengan Yield ... 24

(9)

DAFTAR LAMPIRAN

Lampiran 1. Perhitungan Kadar Air ... 29

Lampiran 2. Perhitungan Kadar Abu ... 31

(10)

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Kertas merupakan benda yang sering kita temukan sehari-hari dalam

berbagai kegiatan dalam kehidupan. Bahan utama dalam proses pembuatan

kertas adalah bubur kertas atau yang dikenal dengan istilah pulp. Pada

umumnya pulp terbuat dari bahan baku kayu yang mengalami beberapa tahapan

proses, sehingga pada akhirnya berubah menjadi bubur kertas dimana proses

tersebut disebut pulping. salah satu yang berpotensi untuk dikembangkan adalah

serat limbah kulit jagung.

Limbah jagung sebagian besar adalah bahan berlignoselulosa yang

memiliki potensi untuk pengembangan produk masa depan. Seringkali limbah

yang tidak tertangani akan menimbulkan pencemaran lingkungan. Pada

dasarnya limbah tidak memiliki nilai ekonomi, bahkan mungkin bernilai negatif

karena memerlukan biaya penanganan. Namun demikian, limbah lignoselulosa

sebagai bahan organik memiliki potensi besar sebagai bahan baku industri

pangan, minuman, pakan, kertas, tekstil, dan kompos. Lignoselulosa terdiri atas

tiga komponen fraksi serat, yaitu selulosa, hemiselulosa, dan lignin. Dari ketiga

komponen tersebut, selulosa merupakan komponen yang sudah dimanfaatkan

untuk industri kertas.

Menumpuknya limbah kulit jagung yang banyak dapat dimanfaatkan

secara optimal. Hal inilah yang mendorong untuk melakukan percobaan

(11)

2.2 Rumusan Masalah

Kebutuhan kertas saat ini semakin meningkat sehingga bahan bakunya

juga meningkat pula. Selama ini pulp dan kertas yang dihasilkan masih

menggunakan bahan baku kayu sangat besar. Sehingga persediaan kayu menipis

dengan menebang pohon di hutan yang sembarangan dan terus menerus. Hal ini

dapat mengakibatkan pemanasan global akibat penebangan pohon secara

berlebihan. Dengan demikian perlu adanya pengganti kayu sebagai bahan

alternatif yang berpotensi. Misalnya saja limbah kulit jagung yang memiliki

kandungan selulosa yang cukup tinggi.

Namun pada dasarnya limbah jagung berupa kulit jagung atau klobot

jagung sampai saat ini pemanfaatannya kurang maksimal, padahal jumlahnya

sangat melimpah ruah. Masyarakat pada umumnya menggunakan limbah jagung

ini sebagai makanan ternak, pembungkus rokok, pembungkus makanan

tradisional, dan kerajinan tangan berupa bunga-bungaan hias. Potensi serat

kulit/klobot jagung jika dijadikan suatu produk akan menjadi sesuatu benda fungsi

yang menarik dan unik. Kini kulit jagung dapat bermanfaat, salah satunya untuk

bahan baku pembuatan pulp. Dengan adanya pengolahan kulit jagung dapat

menambah nilai guna dan nilai jual yang tinggi.

Proses pembuatan pulp dari kulit jagung ini, sebelumnya perlu diketahui

kondisi optimum operasi pembuatannya dengan menggunakan alat digester.

Proses pembuatan pulp ini dilakukan dengan proses soda. Demikian dapat

menganalisa kondisi yang sesuai dari kulit jagung untuk dijadikan pulp

(12)